輪郭をなぞる動作をコンピュータ上で模擬した第三角法の習得を補助する教材の開発羽曳野市立高鷲南中 ○岡田隆大阪教育大光永法明 1. はじめに中学校技術・家庭科技術分野（以下、技術科）クリックしてドラッグする。[回転リセット]ボタンをクリックすると、立体の向きを初期値に戻す。では、構想の表示方法を知り、製作図をかけるよまた実際の立体の輪郭線をなぞる操作の模擬うになることが求められている[1]。技術科では、として、輪郭線をクリックし線上をドラッグする一般に製作図に第三角法による正投影が指導さとそれが分かるよう太線で表示する。図１では立れる。第三角法による正投影で用いられる投影法体図の右上の部分は以前になぞった輪郭が太線の理解、つまり、立体と第三角法による正投影図で表示されており、O から A までをドラッグした（以下、三面図）の関係の理解が必要であるが、ところである。ステータスエリアには、なぞった生徒には必ずしも容易ではない。アクリル板を用輪郭線の本数を表示している。いて投影法の理解を補助する教材[2]が提案されているが、物理的な準備が必要である。ところで投影法の理解の前に立体の形状の把 2.2 投影法の理解の補助投影法の理解を助けるため立体を覆うように第三角法による正投影の投影面（正面、平面、右握が必要であると考えられる。実際の立体であれ側面）を表示する。投影面は非表示にもできる。ば輪郭をなぞったり、頂点を触るなどすると形状 [投影面展開]ボタンをクリックすると、投影面にの把握がしやすい。そこで、本研究ではコンピュ立体の各頂点が投影される様子を、正面、平面、ータ上で立体を表示し、立体の輪郭をクリックし、右側面の順にアニメーションで表示してから、平輪郭をなぞるようにマウスをドラッグすると三面、右側面が正面に並ぶように展開するアニメー面図上での対応点を表示し、投影法の理解を補助ションを表示する。する教材 TraceIt1を開発したので報告する。 2. 投影法の理解を補助する教材 TraceIt の概要 TraceIt の画面を図 1 に示す。画面上部は現在また図１のように、立体図上をクリック、ドラッグすると対応する三面図上の点、線分が分かるよう丸あるいは太線を表示する。たとえば立体図の状態等を表示するステータスエリアで、表示すの点 A をクリックする（もしくはドラッグして、る立体を選択するボタンとチュートリアル開始マウスカーソルがその位置にある）と平面図に点のボタンがある。左下が三面図で、三面図の左上 A1、正面図に点 A2、右側面図に点 A3 に丸を表示が平面図、左下が正面図、右下が右側面図である。する。点上の丸はマウスボタンを押している間だ三面図の右が立体表示（投影面の表示を含む）でけ表示する。点 O から点 A までの輪郭線をドラある。画面右は、各種設定ボタンのあるツールエッグすると、ドラッグされている部分の線分 OA、リアである。平面図の線分 O1A1、正面図の線分 O2A2 が太線に 2.1 立体の形状把握のための補助立体の形状を把握するために、様々な角度から観察し、手に取り立体の輪郭をなぞることをコンピュータ上で模擬する。立体の向きを変えるには、なり、右側面図の点 A3 に丸を表示する。なぞった線分は図 1 の L, L1, L2, L3 のように太線のままとし、なぞった部分がわかるようにする。図１の三面図上の任意の点をクリックすると立体上を右クリックしてドラッグするか、ツールクリックした点と、それに対応する立体を覆う投エリアの[回転]ボタンをクリックして立体上で左影面上の点に丸を表示する。そして、立体図には投影面から垂直に立体に向けて投影線を表示し、 1 http://www.osaka-kyoiku.ac.jp/~gijutsu/mitunaga/TraceIt/ で公開している三面図のほかの面には投影線を表示する。表１をみると Q2～Q6 の評価は 5.9 以上であ 2.3 なぞりによる学習立体図、三面図はどちらも立体の輪郭線を平面り、直感的に操作でき、操作性や、図の表示に問上に表したものである。正しく平面上で立体を表題はなく、三面図の理解につながる教材で、授業現するには、立体のすべての輪郭を把握し、どのに利用したい教材であると評価されたと考える。ように表現するか理解する必要がある。そこで、一方で、初見での使い方の分かりやすさについてなぞった輪郭線を太線で表示するだけでなく、立は平均値が 5.4 と他の回答よりやや低い。これは体の輪郭をすべてなぞったかを判定する機能を本教材の導入に少し難しさがあり、最初に表示す設ける。[なぞれたかを判定]ボタンをクリックするチュートリアルに改善が必要かもしれない。ると、その判定をする。なぞり終えていればダイ自由記述への回答では、正面図とする面を変更アログに「すべてなぞり終わったよ！」と表示し、したい、新しい立体を簡単に追加できるとよいと別の立体やクイズへの挑戦を促す。なぞり終えていう要望があった。いない場合はダイアログに、なぞっていない輪郭参考文献線の本数を表示する。 [1] 文部科学省 : 中学校学習指導要領解説技術・家庭編, 平成 20 年 9 月. [三面図クイズ]ボタンをクリックすると、三面図の問題を出題する。三面図上のランダムな 1 箇 [2] 原雅敏他著: 技術教育の方法と実践. 技術教所の線分が太線もしくは丸で表示されるので、対育研究会編, pp.61~77, 明治図書, 1983. 応する立体図の輪郭線をなぞって解答する。表１ TraceIt の使用感 3. TraceIt の評価質問大阪教育大学技術教育専攻の学部生 12 名と大学院生 2 名に TraceIt を実際に使用してもらい、使用感を質問紙で使用者にたずねた。使用感は 6 つの質問でたずね７段階評価とし、自由記述で気づいたことを回答してもらった。使用感の質問と回答の平均値を表 1 に示す。７段階で評価する質問は、1 全くそう思わない、2 そう思わない、3 ややそう思わない、4 どちらでもない、5 ややそう思う、 6 そう思う、7 非常にそう思う、から、あてはまるも Q1.初めてみたとき、直感的に本教材の使 5.4 い方がわかりましたか？ Q2.本教材の操作性はどうですか？ 6.1 Q3.三面図と立体図との対応関係はわか 6.4 りやすかったですか？ Q4.本教材を用いると、三面図に対する理 5.9 解が容易になると思いますか？ Q5.本教材を用いることで、三面図に対す 5.9 る理解が深まると思いますか？ Q6.本教材を授業等で使ってみたいですか？ 5.9 のを選び数値に⚪︎をつけて回答する。 L1 └ステータスエリア三面図立体図ツ O1 L A1 L2 L3 O A O2 A2 A3 図 1 TraceIt の画面回答の平均値ルエリア